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DE10313234A1 - Heating heat exchanger in motor vehicle coolant circuit has air to be heated in additional heating mode simultaneously heated by heat exchanger and gas cooler/condenser - Google Patents

Heating heat exchanger in motor vehicle coolant circuit has air to be heated in additional heating mode simultaneously heated by heat exchanger and gas cooler/condenser Download PDF

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DE10313234A1
DE10313234A1 DE10313234A DE10313234A DE10313234A1 DE 10313234 A1 DE10313234 A1 DE 10313234A1 DE 10313234 A DE10313234 A DE 10313234A DE 10313234 A DE10313234 A DE 10313234A DE 10313234 A1 DE10313234 A1 DE 10313234A1
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DE
Germany
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heat exchanger
coolant
refrigerant
heating
pipes
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DE10313234A
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German (de)
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Roman Dr. Heckt
Dragi Dr. Antonijevic
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Hanon Systems Corp
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Visteon Global Technologies Inc
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Abstract

The device (3) has a gas cooler/condenser (4) for refrigerant circuit additional heating mode, a functionally separate evaporator for cooling system mode, a coolant circuit containing the device and a refrigerant circuit with heat exchange surfaces. Gas cooler/condenser heat exchange surfaces for additional heating mode are integrated into the device. The air (5) to be heated in additional heating mode is simultaneously heated by the device and the gas cooler/condenser.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungswärmeübertrager in einem Kühlmittelkreislauf für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a heating heat exchanger in a coolant circuit for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Der Trend zu hocheffizienten Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge hat zur Folge, dass nicht mehr ausreichend Abwärme zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums zur Verfügung steht. Damit verschlechtern sich die Behaglichkeitsbedingungen bei Fahrzeugen, deren Erwärmung des Fahrzeuginnenraums ausschließlich auf dem motorseitigen Kühlmittelkreislauf basiert.The trend towards highly efficient drive systems for motor vehicles As a result, there is no longer enough waste heat to heat the vehicle interior to disposal stands. This worsens the comfort conditions in vehicles, their warming of the vehicle interior only on the engine side Coolant circuit based.

Im Stand der Technik sind vielfältige Lösungsansätze für dieses Problem vorhanden. Beispielsweise wird der Kühlmittelkreislauf elektrisch aufgeheizt oder über Kaltleiterheizelemente, auch sogenannte PTC-Heizungen, wird die Fahrzeuginnenraumluft direkt geheizt.There are many possible solutions for this in the prior art Problem exists. For example, the coolant circuit is heated electrically or about PTC heaters, also known as PTC heaters, will Vehicle interior air heated directly.

Weiterhin sind kraftstoffbefeuerte Zusatzheizeinrichtungen für den Kühlmittelkreislauf bekannt.There are also fuel-fired Additional heaters for the coolant circuit known.

Eine alternative Entwicklung zu den genannten Zusatzheizsystemen besteht darin, die in Kraftfahrzeugen vorhandenen Kältemittelsysteme bzw. Kälteanlagen zur Beheizung des Fahrzeuginnenraumes zu nutzen. Dies ist möglich, indem die Kälteanlage zur Beheizung als Wärmepumpe betrieben wird.An alternative development to the additional heating systems mentioned is that in motor vehicles existing refrigerant systems or refrigeration systems to use for heating the vehicle interior. This is possible by the refrigeration system for heating as a heat pump is operated.

Alternativ kann ein kurzer Kreislauf ohne sekundäre Wärmeaufnahme, in der links- oder rechtsdrehenden Variante, genutzt werden. Bei einem kurzen Kreislauf wird die mechanische Antriebsleistung des Kompressors zu wesentlichen Teilen in Wärme zur Fahrgastraumbeheizung umgewandelt.Alternatively, a short cycle without secondary Heat absorption, in the left- or right-turning variant. at The mechanical drive power of the Compressor to a large extent in heat for heating the passenger compartment converted.

Derartige Kälteanlagen sind gleichfalls im Stand der Technik bekannt.Such refrigeration systems are also known in the art.

Wird eine vorhandene Kälteanlage in einem Fahrzeug zur Zuheizung benutzt, so tritt unter bestimmten Nutzungs- und Umgebungsbedingungen ein sehr unerwünschter und sicherheitstechnisch gefährlicher Effekt auf.Will an existing refrigeration system used in a vehicle for auxiliary heating, occurs under certain Use and environmental conditions a very undesirable and more dangerous in terms of safety Effect on.

Insbesondere wird bei der Nutzung des Kältemittelsystems als Kälteanlage der in der Belüftungsanlage des Fahrzeugs angeordnete Verdampfer die zu kühlende Luft entfeuchten. Die auf der Verdampferoberfläche kondensierte Feuchtigkeit wird dann beispielsweise nach Stillstand des Fahrzeuges und erneuter Inbetriebnahme bei Nutzung des zuvor als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers im Zuheizungsmodus als Kondensator bzw. Gaskühler durch die Erwärmung an den dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Luftstrom abgegeben. Eine alternierende Nutzung von Kälteanlage und Wärmepumpe tritt in der Übergangszeit durchaus häufiger auf.In particular, when using of the refrigerant system as a refrigeration system the one in the ventilation system evaporators arranged in the vehicle dehumidify the air to be cooled. The on the evaporator surface Condensed moisture is then, for example, after standstill of the vehicle and restarting when using the previously as Evaporator operated heat exchanger in the heating mode as a condenser or gas cooler due to the heating those to be supplied to the vehicle interior Airflow emitted. Alternating use of refrigeration systems and heat pump occurs in the transition period quite often.

Die hohe Luftfeuchte in der dem Fahrzeuginnenraum zugeleiteten Luft führt an den kalten Oberflächen im Inneren des Fahrzeugs zum Niederschlag und insbesondere zum Beschlagen der Scheiben mit einhergehender Verschlechterung der Sichtverhältnisse für die Fahrzeuginsassen. Dieser Effekt wird auch als Flash-fogging bezeichnet.The high humidity in the vehicle interior supplied air leads on the cold surfaces inside the vehicle for precipitation and especially fogging of the panes with accompanying deterioration in visibility for the Vehicle occupants. This effect is also known as flash fogging.

Im Stand der Technik sind Lösungen bekannt, welche diesen Effekt verhindern sollen.Solutions are known in the prior art which should prevent this effect.

Nach einer speziellen Anwendungsform für das Kältemittel Kohlendioxid wird in der DE 198 55 309 eine Zusatzheizeinrichtung für Fahrzeuge offenbart.According to a special application for the refrigerant carbon dioxide is in the DE 198 55 309 discloses an additional heater for vehicles.

Dabei werden der Gaskühler bzw. Kondensator in verschiedene alternativ genutzte Bereiche zur Kühlung bzw. Heizung unterteilt.The gas cooler or Condenser in various alternative areas for cooling or Heating divided.

Zum einen in einen Verdampferbereich, der im Kälteanlagenbetrieb die dem Fahrzeuginnenraum zuströmende Luft kühlt und entsprechend entfeucht, und zum anderen in einen Bereich, der im Wärmepumpenbetrieb die dem Fahrzeuginnenraum zuströmende Luft erwärmt. Durch diese funktionale Trennung wird erreicht, dass die am Verdampfer abgeschiedene Feuchtigkeit nicht oder nur in sehr geringer Weise von dem in den Fahrzeuginnenraum strömenden Luftstrom wieder aufgenommen wird.Firstly in an evaporator area, the one in refrigeration system operation that flowing into the vehicle interior Air cools and accordingly dehumidified, and on the other hand in an area that in heat pump operation that flowing into the vehicle interior Air warmed. This functional separation ensures that the evaporator no moisture or only very little resumed by the airflow flowing into the vehicle interior becomes.

In der DE 198 55 309 wird der Heizungswärmeübertrager mit der zusätzlichen Heizeinrichtung aus dem Kältemittelkreislauf zur Erwärmung weiterhin derart kombiniert, dass die Wärmeübertrager hintereinander geschalten werden.In the DE 198 55 309 the heating heat exchanger is combined with the additional heating device from the refrigerant circuit for heating in such a way that the heat exchangers are connected in series.

Daraus ergibt sich der Nachteil, dass der ohnehin knapp bemessene Bauraum in den Belüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen durch eine derartige Hintereinanderschaltung erweitert wird. Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizungwärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, der einen geringeren Bauraum erfordert und ein vorteilhaftes Regelverhalten ermöglicht bei geringstmöglichem Strömungswiderstand.Hence the disadvantage that the already tight space in the ventilation systems of motor vehicles through such a series connection is expanded. Based on this, it is the task of the present one Invention, a heating heat exchanger to disposal to provide, which requires less space and an advantageous Control behavior enables with the least possible Flow resistance.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Heizungswärmeübertrager in einem Kühlmittelkreislauf für Kraftfahrzeuge gelöst, wobei die zu erwärmende Luft mit einem als Wärmepumpe oder kurzem Kreislauf zum Zuheizen betreibbaren Kältemittelkreislauf zusätzlich erwärmbar ist und dass dazu ein Gaskühler/Kondensator für den Zuheizbetrieb und ein davon funktional getrennter Verdampfer für den Kälteanlagenbetrieb des Kältemittelkreislaufes vorgesehen sind, wobei die Wärmeübertrageroberflächen des Gaskühler/Kondensators für den Zuheizbetrieb in den Heizungswärmeübertrager integriert sind und dass die zu erwärmende Luft im Zuheizbetrieb gleichzeitig vom Heizungswärmeübertrager und vom Gaskühler/Kondensator erwärmt wird.The object is achieved by a heating heat exchanger in a coolant circuit for motor vehicles solved, being the one to be heated Air with one as a heat pump or a short circuit for heating a refrigerant circuit that can be operated additionally heatable and that is a gas cooler / condenser for the Heating mode and a functionally separate evaporator for refrigeration system operation of the refrigerant circuit are, the heat exchanger surfaces of the Gas cooler / condenser for the Heating mode in the heating heat exchanger are integrated and that the air to be heated in the auxiliary heating mode from the heating heat exchanger at the same time and from the gas cooler / condenser heated becomes.

Unter Zuheizbetrieb ist dabei der Modus zu verstehen, in welchem der Kältemittelkreislauf, beispielsweise als Wärmepumpenkreislauf oder als kurzer Kreislauf, zum Zuheizen eingesetzt wird.The heating mode is the Understand mode in which the refrigerant cycle, for example as a heat pump cycle or as a short circuit for heating up.

Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Kombination ausgeführt, wenn der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreislauf im Zuheizbetrieb derart geregelt werden, dass die Wärmeübertrageroberflächen des Heizungswärmeübertragers und des Gaskühler/Kondensators im Zuheizbetrieb Temperaturunterschiede von weniger als 25 K aufweisen.The combination according to the invention is carried out particularly advantageously if the refrigerant circuit and the coolant circuit are regulated in the heating mode in such a way that the heat exchangers surfaces of the heating heat exchanger and the gas cooler / condenser in heating mode have temperature differences of less than 25 K.

Die Konzeption der Erfindung besteht in der Trennung der Funktionen der Wärmeübertrager im Zuheizmodus und der Integration der Komponente für die Erwärmung der Luft in den Heizungswärmeübertrager des Kühlmittelkreislaufes.The concept of the invention exists in the separation of the functions of the heat exchanger in the heating mode and the integration of the component for the warming the air in the heating heat exchanger of the coolant circuit.

Als Vorteile dieser Konzeption sind die Vermeidung des flash-fogging-Effektes und die Platz sparende Realisierbarkeit der Funktionstrennung in Wärmeübertragerkomponenten des Kältemittelkreislaufes zu nennen.The advantages of this conception are avoiding the flash fogging effect and saving space Realization of the separation of functions in heat transfer components of the refrigerant circuit to call.

Durch die gemeinsame Nutzung der Wärmeübertragerflächen von Kühlmittelkreislauf und Kältemittelkreislauf im erfindungsgemäßen Heizungswärmeübertrager kann erreicht werden, dass die Zuheizfunktionalität mittels umgeschaltetem Kältemittelkreislauf ohne zusätzlichen Platzbedarf in einer Belüftungsanlage ohne flash-fogging-Risiko erreicht wird.By sharing the Heat transfer surfaces from Coolant circuit and refrigerant circuit in the heating heat exchanger according to the invention can be achieved that the auxiliary heating functionality by means of switched refrigerant circuit without additional Space requirement in a ventilation system is achieved without the risk of flash fogging.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:More details, features and Advantages of the invention result from the following description of embodiments with reference to the related Drawings. Show it:

1: Prinzipskizze der Kombination Kälte- und Kühlmittelkreislauf, 1 : Sketch of the combination of refrigerant and coolant circuits,

2: Heizungswärmeübertrager mit integriertem Gaskühler/Kondensator, 2 : Heating heat exchanger with integrated gas cooler / condenser,

3: Sammlereinheit, 3 : Collector unit,

4: Sammlereinheit mit integriertem Kältemittelsammler, 4 : Collector unit with integrated refrigerant collector,

5: Sammlereinheit mit außen liegendem Kältemittelsammler, 5 : Collector unit with external refrigerant collector,

6: Gaskühler/Kondensator-Wärmeübertragerkomponente im Kammdesign und 6 : Gas cooler / condenser heat exchanger component in comb design and

7: Heizungswärmeübertrager mit integriertem Gaskühler/Kondensator in dreidimensionaler Ansicht. 7 : Heating heat exchanger with integrated gas cooler / condenser in a three-dimensional view.

In 1 ist die erfindungsgemäße Konzeption als Prinzipskizze veranschaulicht.In 1 the concept according to the invention is illustrated as a schematic diagram.

Dabei sind der Heizungswärmeübertrager 3 des Kühlmittelkreislaufes 1 und der Gaskühler/Kondensator 4 des Kältemittelkreislaufes 2 derart miteinander kombiniert, dass die Wärmeübertragerflächen des Heizungswärmeübertragers 3 und des Gaskühler/Kondensators 4 gleichzeitig von der zu erwärmenden Luft 5 im Wärmepumpenbetrieb durchströmt werden. Die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung des Kühl- und Kältemittelkreislaufes 1, 2 wird dadurch minimiert, dass die Kreisläufe ohne nennenswerte Leistungseinbußen derart geregelt werden, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Wärmeübertrageroberflächen kleiner als 25 K ist.Thereby are the heating heat exchanger 3 of the coolant circuit 1 and the gas cooler / condenser 4 of the refrigerant circuit 2 combined in such a way that the heat exchanger surfaces of the heating heat exchanger 3 and the gas cooler / condenser 4 are simultaneously flowed through by the air 5 to be heated in heat pump operation. The undesirable mutual influence of the cooling and refrigerant circuit 1 . 2 is minimized by regulating the circuits without any significant loss of performance in such a way that the temperature difference between the heat exchanger surfaces is less than 25 K.

2 zeigt einen Heizungswärmeübertrager 3 mit integriertem Gaskühler/Kondensator. 2 shows a heating heat exchanger 3 with integrated gas cooler / condenser.

Der Heizungswärmeübertrager 3 ist aus nebeneinander und alternierend angeordneten Kühlmittelrohren 6 und Kältemittelrohren 7 aufgebaut, welche parallel von der zu erwärmenden Luft durchströmt werden. Zwischen den Kühlmittelrohren 6 und Kältemittelrohren 7 sind Lamellenblöcke 11 angeordnet, welche die Wärmeübertragerfläche vergrößern. Die Kühlmittel- und Kältemittelsammlerbereiche 9, 10 sind nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Kopf des Heizungswärmeübertragers 3 platziert. Der Begriff Sammler bzw. Sammlerbereich ist auch funktionsentsprechend in Umkehrung als Verteiler bzw. Verteilerbereich zu verstehen, ohne dass noch ausdrücklich darauf hingewiesen wird.The heating heat exchanger 3 is composed of coolant tubes arranged side by side and alternating 6 and refrigerant pipes 7 built up, which are flowed through in parallel by the air to be heated. Between the coolant pipes 6 and refrigerant pipes 7 are slat blocks 11 arranged, which increase the heat transfer area. The coolant and refrigerant collector areas 9 . 10 are on the head of the heating heat exchanger according to the illustrated embodiment 3 placed. The term collector or collector area is also to be understood in the opposite way as a distributor or distributor area, without this being explicitly stated.

Im gezeigten Beispiel wird das Kühlmittel und in analoger Weise das Kältemittel vom Kühlmittelkreislauf 1 im Kühlmittelsammlerbereich bzw.In the example shown, the coolant and, in an analogous manner, the coolant from the coolant circuit 1 in the coolant collector area or

Kühlmittelverteilerbereich 9 der Verteilereinheit auf die Kühlmittelrohre 6 aufgeteilt, durchströmt die Kühlmittelrohre 6 unter Wärmeabgabe an die mit den Kühlmittelrohren 6 in thermischem Kontakt stehenden Lamellenblöcke 11 und die zu erwärmende Luft 5. Im Umlenkbereich 14 der Kühlmittelrohre 6 wird dieses um 180° umgelenkt und strömt in entgegengesetzter Richtung zum Kühlmittelsammlerbereich 9 zurück, wo das abgekühlte Kühlmittel gesammelt und weitergeleitet wird.Coolant distribution area 9 the distributor unit on the coolant pipes 6 divided, flows through the coolant tubes 6 giving off heat to those with the coolant pipes 6 Lamellar blocks in thermal contact 11 and the air to be warmed 5 , In the deflection area 14 the coolant pipes 6 it is deflected by 180 ° and flows in the opposite direction to the coolant collector area 9 back to where the cooled coolant is collected and passed on.

Die 180° Umlenkung des Kältemittels erfolgt analog im helix-förmigen Umlenkbereich 12 der Kältemittelrohre 7.The 180 ° deflection of the refrigerant takes place analogously in the helical deflection area 12 of the refrigerant pipes 7 ,

In 3 ist eine Sammlereinheit 8 für einen erfindungsgemäßen Heizungswärmeübertrager 3 mit getrennter Sammler- und Verteilereinheit dargestellt. Die Sammlereinheit 8 weist einen Kühlmittelsammlerbereich 9 und einen Kältemittelsammlerbereich 10 auf, wobei der Kältemittelsammlerbereich 10 vom Kühlmittelsammlerbereich 9 teilweise umgeben ist. Die als Flachrohre ausgebildeten Kühlmittelrohre 6 münden in den Kühlmittelsammlerbereich 9 der Sammlereinheit 8. Die als Flachrohre mit Kanälen für das Kältemittel ausgebildeten Kältemittelrohre 7 durchdringen den Kühlmittelsammlerbereich 9 und münden in den vom Kühlmittelsammlerbereich 9 abgetrennten Kältemittelsammlerbereich 10 innerhalb der Sammlereinheit 8.In 3 is a collector unit 8th for a heating heat exchanger according to the invention 3 shown with separate collector and distributor unit. The collector unit 8th has a coolant collector area 9 and a refrigerant collector area 10 on, the refrigerant collector area 10 from the coolant collector area 9 is partially surrounded. The coolant tubes designed as flat tubes 6 open into the coolant collector area 9 the collector unit 8th , The refrigerant tubes designed as flat tubes with channels for the refrigerant 7 penetrate the coolant collector area 9 and open into the coolant collector area 9 separate refrigerant collector area 10 within the collector unit 8th ,

Nach der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils zwei Lagen Kühlmittelrohre 6 und Kältemittelrohre 7 vorgesehen, wobei die Kältemittelrohre 7 nur innerhalb einer Lage der Kühlmittelrohre 6 angeordnet sind.According to the preferred embodiment of the invention shown, two layers are coolant tubes 6 and refrigerant pipes 7 provided, the refrigerant pipes 7 only within one layer of the coolant pipes 6 are arranged.

Die 4 und 5 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen der konstruktiven Gestaltung der Sammlereinheit 8.The 4 and 5 show different configurations of the structural design of the collector unit 8th ,

Während in 4 eine Sammlereinheit 8 mit in den Kühlmittelsammlerbereich 9 integrierten Kältemittelsammlerbereich 10 zeigt, ist in 5 eine Ausgestaltung einer Sammlereinheit 8 dargestellt, deren Kältemittelsammlerbereich 10 außerhalb des Kühlmittelsammlerbereichs 9 angeordnet ist.While in 4 a collector unit 8th with in the coolant collector area 9 integrated refrigerant collector area 10 shows is in 5 an embodiment of a collector unit 8th shown, the refrigerant collector area 10 outside the coolant collector area 9 is arranged.

Konzeptionell wird dabei verwirklicht, dass der Kältemittelsammlerbereich 10 keine gemeinsame Begrenzungsfläche mit dem Kühlmittelsammlerbereich 9 aufweist und somit thermisch von diesem getrennt außerhalb des Kühlmittelsammlerbereich 9 angeordnet ist. Dadurch wird ein unerwünschter Wärmestrom vom Kühlmittelkreislauf 1 auf den Kältemittelkreislauf 2 und umgekehrt unterbunden.Conceptually it is realized that the refrigerant collector area 10 no common boundary area with the coolant collector area 9 has and thus thermally separated from this outside the coolant collector area 9 is arranged. This will cause an undesirable heat flow from the coolant circuit 1 on the refrigerant circuit 2 and vice versa prevented.

Die Kältemittelrohre 7 treten bei der dargestellten Ausgestaltung der Erfindung durch den Kühlmittelsammlerbereich 9 hindurch. Eine vorteilhafte Abwandlung der Erfindung besteht darin, dass die Kältemittelrohre 7 derart in einem weiteren Bogen um den Kühlmittelsammlerbereich 9 herumgeführt werden und dass dadurch kein direkter thermischer Kontakt über die Wärmeleitung zum Kühlmittelsammlerbereich 9 besteht.The refrigerant pipes 7 occur in the illustrated embodiment of the invention through the coolant collector area 9 therethrough. An advantageous modification of the invention is that the refrigerant pipes 7 in a further arc around the coolant collector area 9 and that there is no direct thermal contact via the heat conduction to the coolant collector area 9 consists.

In 6 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit einem Kammdesign dargestellt. Der Heizungswärmeübertrager 3 wird dabei wie nach dem Stand der Technik üblich ausgeführt, wobei durch eine Modifikation, dem Weglassen einiger Kühlmittelrohre 6, Platz für Kältemittelrohre 7 geschaffen wird. Die Kältemittelsammlerbereiche 10 sind über Verbindungsrohre 13 mit dem Kältemittelrohr 7 verbunden. Das sich ergebende Kammdesign realisiert durch die außerhalb des Kühlmittelsammlerbereiches 9 angeordneten Kältemittelsammlerbereiche eine gute thermische Trennung von Kühlmittelkreislauf 1 und Kältemittelkreislauf 2.In 6 Another advantageous embodiment of the invention is shown with a comb design. The heating heat exchanger 3 is carried out as usual according to the prior art, with a modification, the omission of some coolant tubes 6 , Space for refrigerant pipes 7 is created. The refrigerant collector areas 10 are over connecting pipes 13 with the refrigerant pipe 7 connected. The resulting comb design is realized by the outside of the coolant collector area 9 arranged refrigerant collector areas a good thermal separation of the coolant circuit 1 and refrigerant circuit 2 ,

Gemäß 7 wird eine drei-dimensionale Ansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, bei welcher die Kombination verschiedener Geometrien von Kältemittel- und Kühlmittelrohren 7, 6 deutlich wird. Dabei werden zwei Lagen bzw. Reihen Kühlmittelrohre 6 in Richtung der durchströmenden Luft 5 hintereinander angeordnet. Innerhalb einer Lage von Kühlmittelrohren 6 sind alternierend Kältemittelrohre 7 angeordnet, wobei die Kältemittelrohre 7 wiederum in zwei Lagen in Richtung der durchströmenden Luft 5 hintereinander angeordnet sind.According to 7 A three-dimensional view of an advantageous embodiment of the invention is proposed, in which the combination of different geometries of refrigerant and coolant pipes 7 . 6 becomes clear. Two layers or rows of coolant tubes are used 6 in the direction of the air flowing through 5 arranged one behind the other. Within a layer of coolant pipes 6 are alternating refrigerant pipes 7 arranged, the refrigerant pipes 7 again in two layers in the direction of the air flowing through 5 are arranged one behind the other.

Die Wärmeübertragereinheit des Kältemittels, die gemäß der Erfindung in eine Reihe des Kühlmittelwärmeübertragers integriert ist, kann abhängig von der Wahl der Art der Zuheizverschaltung des Kältemittelkreislaufes auf der Luftzuströmseite oder auf der Luftabströmseite platziert werden.The heat transfer unit of the refrigerant, the according to the invention in a row of the coolant heat exchanger integrated, can depend on the choice of the type of auxiliary heating of the refrigerant circuit on the Luftzuströmseite or on the air outflow side to be placed.

Weiterhin sind bezüglich der Anordnung und Art der Kühlmittelverschaltungen in Abhängigkeit der thermischen Zustände und der Platzverhältnisse die im Stand der Technik bekannten Verschaltungen für Kreuz-, Kreuzgegen- und Kreuzgleichstrom sowie Parallel- und Gleichstrom jeweils vorteilhaft anwendbar.Furthermore, regarding the Arrangement and type of coolant connections dependent on of the thermal states and the space available the interconnections for cross, Cross-countercurrent and cross-direct current as well as parallel and direct current each advantageously applicable.

11
KühlmittelkreislaufCoolant circuit
22
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
33
HeizungswärmeübertragerHeating heat exchanger
44
Gaskühler/KondensatorGas cooler / condenser
55
Luftstrom/zu erwärmende LuftAir flow / to heated air
66
KühlmittelrohreCoolant pipes
77
KältemittelrohreRefrigerant pipes
88th
Sammlereinheitcollector unit
99
KühlmittelsammlerbereichCoolant collector area
1010
KältemittelsammlerbereichRefrigerant collector area
1111
LamellenblöckeAll coils
1212
Umlenkbereich der Kältemittelrohredeflection of the refrigerant pipes
1313
Verbindungsrohreconnecting pipes
1414
Umlenkbereich der Kühlmittelrohredeflection the coolant pipes

Claims (8)

Heizungswärmeübertrager in einem Kühlmittelkreislauf für Kraftfahrzeuge, wobei die zu erwärmende Luft mit einem als Wärmepumpe oder kurzem Kreislauf zum Zuheizen betreibbaren Kältemittelkreislauf zusätzlich erwärmbar ist und dass dazu ein Gaskühler/Kondensator für den Zuheizbetrieb und ein davon funktional getrennter Verdampfer für den Kälteanlagenbetrieb des Kältemittelkreislaufes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmeübertrageroberflächen des Kühlmittelkreislaufes und des Kältemittelkreislaufes vorgesehen sind, wobei die Wärmeübertrageroberflächen des Gaskühler/Kondensators (4) für den Zuheizbetrieb in den Heizungswärmeübertrager (3) integriert sind und dass die zu erwärmende Luft (5) im Zuheizbetrieb gleichzeitig vom Heizungswärmeübertrager (3) und vom Gaskühler/Kondensator (4) erwärmt wird.Heating heat exchanger in a coolant circuit for motor vehicles, the air to be heated being additionally heatable using a coolant circuit that can be operated as a heat pump or a short circuit for heating and that a gas cooler / condenser for the heating operation and a functionally separate evaporator for the refrigeration system operation of the refrigerant circuit are provided for this purpose. characterized in that heat exchanger surfaces of the coolant circuit and of the refrigerant circuit are provided, the heat exchanger surfaces of the gas cooler / condenser ( 4 ) for the auxiliary heating mode in the heating heat exchanger ( 3 ) are integrated and that the air to be heated ( 5 ) in the heating mode at the same time by the heating heat exchanger ( 3 ) and from the gas cooler / condenser ( 4 ) is heated. Heizungswärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (1) und der Kältemittelkreislauf (2) im Zuheizbetrieb derart geregelt werden, dass die Wärmeübertrageroberflächen des Heizungswärmeübertragers (3) und des Gaskühler/Kondensators (4) im Zuheizbetrieb Temperaturunterschiede von weniger als 25 K aufweisen.Heating heat exchanger according to claim 1, characterized in that the coolant circuit ( 1 ) and the refrigerant circuit ( 2 ) are regulated in the auxiliary heating mode in such a way that the heat exchanger surfaces of the heating heat exchanger ( 3 ) and the gas cooler / condenser (4) in heating mode have temperature differences of less than 25 K. Heizungswärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen Kühlmittelrohre (6) und/oder Kältemittelrohre (7) in Richtung der durchströmenden Luft (5) hintereinander angeordnet sind.Heating heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that several rows of coolant pipes ( 6 ) and / or refrigerant pipes ( 7 ) in the direction of the air flowing through ( 5 ) are arranged one behind the other. Heizungswärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlmittelrohre (6) und Kältemittelrohre (7) nebeneinander angeordnet sind und parallel von Luft (5) druchströmt werden.Heating heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that coolant pipes ( 6 ) and refrigerant pipes ( 7 ) are arranged side by side and parallel to air ( 5 ) are flowed through. Heizungswärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlmittelrohre (6) und Kältemittelrohre (7) alternierend nebeneinander angeordnet sind.Heating heat exchanger according to claim 4, characterized in that coolant pipes ( 6 ) and refrigerant pipes ( 7 ) are arranged alternately next to each other. Heizungswärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammlereinheit (8) vorgesehen ist, die einen Kühlmittelsammlerbereich (9) und einen Kältemittelsammlerbereich (10) aufweist, wobei der Kältemittelsammlerbereich (10) vom Kühlmittelsammlerbereich (9) teilweise umgeben ist.Heating heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that a collector unit ( 8th ) is provided which has a coolant collector area ( 9 ) and a refrigerant collector area ( 10 ), the refrigerant collector area ( 10 ) from the coolant collector area ( 9 ) is partially surrounded. Heizungswärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammlereinheit (8) vorgesehen ist, die einen Kühlmittelsammlerbereich (9) und einen Kältemittelsammlerbereich (10) aufweist, wobei der Kältemittelsammlerbereich (10) keine gemeinsame Begrenzungsfläche mit dem Kühlmittelsammlerbereich (9) aufweist und thermisch voneinander getrennt außerhalb des Kühlmittelsammlerbereich (9) angeordnet ist.Heating heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that a collector unit ( 8th ) is provided which has a coolant collector area ( 9 ) and a refrigerant collector area ( 10 ), the refrigerant collector area ( 10 ) no common boundary area with the coolant collector area ( 9 ) and thermally separated from each other outside the coolant collector area ( 9 ) is arranged. Heizungswärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass alternierend teilweise an Stelle von Kühlmittelrohren (6) Kältemittelrohre (7) kammartig in einer Reihe des Heizungswärmeübertragers (3) angeordnet sind und dass die Kältemittelsammlerbereiche (10) über Verbindungsrohre (13) mit den Kältemittelrohren (7) verbunden sind und dass das sich ergebende Kammdesign durch die außerhalb des Kühlmittelsammlerbereiches (9) angeordneten Kältemittelsammlerbereiche (10) eine gute thermische Trennung von Kühlmittelkreislauf (1) und Kältemittelkreislauf (2) realisiert.Heating heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that alternating partly in place of coolant pipes ( 6 ) Refrigerant pipes ( 7 ) comb-like in a row of the heating heat exchanger ( 3 ) are arranged and that the refrigerant collector areas ( 10 ) via connecting pipes ( 13 ) with the refrigerant pipes ( 7 ) and that the resulting comb design is due to the outside of the coolant collector area ( 9 ) arranged refrigerant collector areas ( 10 ) good thermal separation of the coolant circuit ( 1 ) and refrigerant circuit ( 2 ) realized.
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